一种在制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用装置的制作方法

本实用新型涉及一种制备羟基磷灰石过程中废气处理技术，特别是一种在制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用装置。

背景技术：

羟基磷灰石是由钙和磷酸盐以化学方法结合形成。制备羟基磷灰石的方法很多，但每种方法都是按照羟基磷灰石1.67的钙磷原子比来配备合成原料，其中磷酸铵盐由于含有氨根离子对羟基磷灰石的生成有促进作用，成为了最佳的磷源选择。磷酸铵盐的参与反应必然会有副产物氨气产生，大量的氨气对操作环境带来一定的影响，并且回收成本高。目前大多作为废气排放或通过水吸收后排放处理，不仅浪费资源还会对环境造成一定的污染。如何合理利用羟基磷灰石生产中的氨气是一个生产过程中面临的难题。

技术实现要素：

针对现有的制备羟基磷灰石产生的副产物氨气任意排放或者水吸收处理存在环境污染或成本高等缺陷，本实用新型提供了一种在制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种在制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用装置，其特征在于：包括调浆罐、反应釜、冷凝器、气液分离器、氨气吸收罐、磁力泵、真空泵，所述反应釜顶端设有进料口、出气口，所述进料口通过连接管与调浆罐连接，所述调浆罐与反应釜间设有磁力泵，所述反应釜内设有搅拌器，所述出气口通过连接管连接冷凝器顶端的进气口，所述冷凝器底端设有分离口，所述分离口通过连接管与气液分离器相连，所述气液分离器底端设有冷凝水分离口，所述冷凝水分离口通过连接管与反应釜顶端的出气口的连接管连接形成循环回路，所述气液分离器顶端设有氨气分离口，所述氨气分离口通过连接管与氨气吸收罐顶端的氨气进气口连接，所述氨气进气口连有通气管，所述通气管设于氨气吸收罐底端，所述氨气底端的通气管为盘管结构，所述盘管上设有为空曝气盘，所述氨气吸收罐底端设有出液口，所述出液口通关连接管与反应釜顶端相连形成氨气循环回路，所述反应釜和氨气吸收罐间设有磁力泵。

进一步的，为了提高氨气的吸收率，所述氨气吸收罐为一个或两个。

进一步的，为了循环利用副产物氨气，所述氨气吸收罐装有稀磷酸。

进一步的，为了将氨气引至吸收罐，所述氨气吸收罐顶端连接有真空泵。

本实用新型具有以下有益效果：

与现有技术相比，本使用新型提出一种制备羟基磷灰石过程中副产物氨气的循环利用装置，该技术通过设置气液分离器、氨气吸收罐和反应釜组成循环体系，氨气吸收罐底端的盘管上设有微孔曝气盘，而不是直接在盘管管身上开孔，杜绝微孔加工困难、成本高的问题。同时，相对于微孔曝气盘，盘管上直接开孔，孔径大，氨气来不及与稀磷酸充分接触而冒出液面，不利于副产物气体的吸收。本技术采用的微孔曝气盘上的孔径小而密，氨气经微孔曝气盘后形成2mm左右的小气泡被罐内的稀磷酸充分吸收，吸收率达90％以上。吸收后的氨气和稀磷酸会通过磁力泵泵回反应釜中循环利用。整个装置结构简单，操作方便，废气不会造成环境污染，同时也不会提高回收成本，实现了清洁生产，降低了羟基磷灰石的生产成本，值得推广。

附图说明

图1是制备羟基磷灰石循环使用氨气装置结构示意图。

图2为两个氨气吸收罐串联结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2、对本实用新型做进一步的说明：

如图1、图2所示，一种在制备羟基磷灰石过程中氨气循环利用装置，其特征在于：包括调浆罐1、反应釜2、冷凝器3、气液分离器4、氨气吸收5、磁力泵6、真空泵7，所述反应釜2顶端设有进料口、出气口，所述进料口通过连接管8与调浆罐1连接，所述调浆罐1与反应釜2间设有磁力泵6，所述反应釜2内设有搅拌器9，所述出气口通过连接管8连接冷凝器3顶端的进气口，所述冷凝器3底端设有分离口，所述分离口通过连接管8与气液分离器4相连，所述气液分离器4底端设有冷凝水分离口，所述冷凝水分离口通过连接管8与反应釜2顶端的出气口的连接管8连接形成循环回路，所述气液分离器4顶端设有氨气分离口，所述氨气分离口通过连接管8与氨气吸收罐5顶端的氨气进气口连接，所述氨气进气口连有通气管10，所述通气管10延伸至氨气吸收罐5底端，所述氨气吸收罐5底端的通气管10为盘管结构，所述盘管上设有为空曝气盘11，所述氨气吸收罐5底端设有出液口，所述出液口通过连接管8与反应釜2顶端相连形成氨气循环利用回路，所述反应釜2和氨气吸收罐5间设有磁力泵。

作为优选方案，所述氨气吸收罐5为一个或两个。

作为优选方案，所述氨气吸收罐5装有稀磷酸。

作为优选方案，所述氨气吸收罐5顶端连接有真空泵7。

使用时，如图1所示，制备羟基磷灰石时，先将原料加入调浆罐1，原料充分混合均匀后，利用磁力泵6将调浆罐中的原料泵入反应釜2中。启动反应釜2中的搅拌器9，进行搅拌反应。在反应过程中，副产物氨气，伴随水蒸气通过反应釜2顶端的出气口进入冷凝器3，水蒸气遇冷变为液体，和氨气一起进入气液分离器4中。冷凝水利用自身的重力落入气液分离器4底端，通过冷凝水分离口、连接管8进入反应釜2内，保持反应物的浓度稳定。同时，氨气通过气液分离器4顶端的氨气分离口进入氨气吸收罐5。此时，氨气吸收罐5中的稀磷酸溶液高于罐底的微孔曝气盘11，关闭氨气吸收罐5底端的阀门，保证吸收罐的密封性。启动真空泵7，将氨气吸入罐中，氨气经过通气管10、盘管、微孔曝气盘11，形成2mm左右的小气泡，充分和罐体中的稀磷酸接触进而被吸收，形成磷酸铵盐。吸收完毕后，打开吸收罐底部的阀门，利用磁力泵6将磷酸铵盐溶液泵回反应釜2中，参与羟基磷灰石的制备，从而实现副产物氨气的循环利用。为了进一步提高氨气的吸收效率，并且避免第一个氨气吸收管在吸收饱和后氨气外泄，可以在氨气吸收罐5后面串联同样的氨气吸收罐5作为安全罐使用，如图2所示，两节氨气吸收罐的氨气吸收率可达95％以上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在实用新型的保护范围之内。